電氣自動化工程控制系統的現狀及發展

曹子龍

吉安市建筑設計規劃研究院 江西吉安 343000

電氣工程自動化控制技術是我國工業發展的全新方向，在現代電氣技術以及自動化技術的推動下，我國工業進入了全新的發展領域，電氣工程和自動化控制技術已經成為工業領域發展的核心科學技術。電氣自動化技術可以有效地降低工業生產過程中人力的使用頻率，從而降低用人成本、提高生產效率，也極大地規避了在工業生產過程中可能出現的人為干擾因素。本項課題研究由此出發，總結了我國電氣自動化控制技術的研究現狀，探討了在工業領域的應用進展，并結合我國工業發展的實際需求，討論電氣自動化技術的發展趨勢以及發展建議，旨在對電氣自動化技術發展研究以及相關人才培養的研究提供必要借鑒。

1 電氣自動化技術的定義

現階段傳統的運行管理模式已經無法滿足當今電氣工程建設發展的需求，甚至還可能會引出各種問題，導致電氣工程的建設工期、運行管理、維護保障等方面出現隱患和問題。所以當前階段電氣工程對電氣自動化技術的需求愈發明顯。通常來說，電氣自動化技術是指依靠計算機系統和現代信息技術，自動進行信息的處理、檢測、判斷等操作，實現信息與控制的智能化、自動化，擺脫對人工干預的依賴。隨著我國經濟社會持續高速發展，人民生活水平得到了極大提高，日常生產生活高度依賴的電氣產業也獲得了長足的進步，推動了自動化技術在電氣工程領域的普及。但受多種因素的制約，電氣自動化技術在電氣工程中仍面臨融合度不高的問題，在很大程度上制約了電氣工程的健康發展。因此，我們需統籌規劃，科學設計，在電氣工程領域大力引入電氣自動化技術，實現技術上的有機融合，保障電氣工程質量水平的穩健穩步提升[1]。

2 電氣工程自動化中智能化技術應用特點

2.1 無人控制技術

在電氣工程自動化技術本身的運行過程中，便可以大大減少生產過程中人力的使用數量，有效減少設備操作時的人員需求，有效提升設備操作可靠性。隨著智能化技術的應用，電氣工程中的監控系統以及控制系統能夠實現設備的遠程操作，生產人員只需要通過智能化技術的使用，便可以實現所有生產設備的遠程控制，從而實現真正的無人工廠。同時隨著5G技術的不斷普及與應用，電氣工程自動化控制通過智能化技術的使用，獲得了有效的調整與控制，整體的準確性與效率也得到了明顯的提升。

2.2 便于調控

實際生產環境和教學研究環境下，程序出現問題是一個無法避免的過程。電氣工程自動化以后，面對突發出現的BUG，操作人員可以很迅速地定位到問題所在，且能夠通過電腦操作來糾正錯誤，使程序能夠很快地投入工作中去。而在改變生產任務時，各控制器的參數往往需要大規模變動，傳統電氣工程面對這種情況時往往覺得頭疼，是因為閥門多，控制器結構復雜，人員操作過程中容易出現錯誤操作。自動化技術對這一問題的處理顯然足夠科學，通過鍵入數據和對預執行操作程序的模擬，電腦控制下的自動化程序能夠很迅速地完成作業任務的轉換，對工程質量的提升提供了保證[2]。

2.3 電氣工程自動化控制系統的標準化接口

在電氣自動化工程控制系統中，融入計算機的控制軟件以及計算能力，可以有效地縮減工程成本和時間，并可以實現不同控制系統中信息的交換與共享，并可以與其他不同類型的系統進行連接，實現整體控制。因此，接口標準化也是電氣自動化工程控制系統未來主要的發展方向之一，通過對接口標準化，讓控制系統具有更高的兼容性與擴展性，可以與企業內多類系統建立連接，也可以確保廠家之間的軟硬件數據交換業務，真正地將通訊產生的困難解決。

3 加強電氣自動化工程控制系統的建議

3.1 現場總線技術的創新使用，可以節省大量電氣自動化成本

最初的電氣自動化控制系統需要先在控制現場安裝大量的電纜線材，導致安全隱患大，安裝成本也較高，在電氣自動化控制系統中，融入總線控制技術可以優先解決上述問題，此外，也為企業最底層的設施提供了通信渠道，有效地將設施的頂層信息與生產信息結合在一起，針對不一樣的間隔，可以發揮不一樣的系統功能。不僅可以提高系統的適用性，還可以滿足現代企業生產線構建管理中部門間信息數據資源高速共享的功能需求，迎合了生產中融入網絡的全新發展理念。

3.2 故障檢測

在企業生產中，機械設備的故障不僅會為企業帶來一定的維修費用，造成企業的經濟損失，嚴重者還會導致企業發生重大生產事故，導致企業停產停工，對員工的人身安全以及企業的經濟安全帶來威脅。因此，電氣工程及其自動化控制系統應用在機械設備的故障檢測中不僅具備一定的前景，更有著十分強烈的現實需要。目前，電氣工程及其自動化控制系統能夠通過運行相關系統對機械設備以及生產系統進行巡檢和數據監測，一旦發生異常數據或者系統運行故障，控制系統一方面會切斷這部分機械設備的運轉，及時將故障問題上報給控制人員；另一方面，控制系統也會利用數據分析技術發送故障報告，便于技術人員及時發現機械設備的故障問題，以此提高機械設備以及相關系統的維修效率[3]。

3.3 能夠在線監控整個生產過程

一般來說，工廠的生產任務都是比較重，因此很多機械設備在長時間的運行過程中，可能會積累一些毛病，久而久之就會引發安全事故，不但會阻礙工廠的生產過程穩定進行，還有可能會威脅工作人員的人身安全。比如，煉油行業經常使用攪拌機、冷卻塔、除塵器等，這些設備在經過長時間使用后，就容易出現安全故障。而利用電氣自動化控制系統，結合計算機網絡系統，就可以對這些電氣設備進行全方面的監控，能夠及時、有效的發現設備出現的各種問題。假如攪拌機設備出現故障，電氣自動化控制系統就能夠及時的進行報警，并且快速停止設備的運行，而工作人員可以通過計算機呈現出來的各種實時數據進行分析，判斷故障發生的原因，進而找出解決辦法，縮短維修時間，使工廠生產能夠很快恢復過來。除此之外，工作人員還可以通過計算機網絡系統把各種故障數據收集起來，建立故障數據庫，這樣以后出現類似的故障時，計算機就能夠自動進行判斷，并提出有效的解決策略。

3.4 優化設計

隨著科學技術的發展與進步，電氣工程自動化系統在實際的運行中需要適當引入具有針對性的智能化優化技術，使得整個自動化系統獲得調整與升級，從而能夠滿足各階段生產的實際需求。因此，在電氣工程自動化系統的設計上，設計人員必須不斷對當前的系統設計模式進行審視，發現其中存在的不足之處，之后再通過各種信息技術的之處，對所有數據進行全面分析與處理，在原有理念的支撐下，完成與智能化技術的相互結合，實現系統的針對性優化，大大提升設備運行的穩定性、長效性。比如：在數控加工的創新發展中。數控加工指的是在數控機床上完成一系列零件加工。在傳統的數控加工中，生產效率較慢，對企業的經濟效益生成產生嚴重的影響，同時在傳統的數控機床加工中，由于生產不具備智能化技術，導致零件加工常常出現質量問題。隨著智能化技術在數控加工中的使用，在數控機床控制計算機中加入遺傳算法。通過遺傳算法的使用可以完成對電氣工程運行所產生數據的預估與計算，同時在生物進化論的依托下，尋找到該系統運行的最佳方案。隨著智能化技術的應用，技術人員可以智能化技術的幫助下，利用遺傳算法將不同功能進行組合，將組合后的多功能技術架設到同一個處理器中。如此一來，不僅降低了操作的復雜程度，同時大大減輕處理器運行壓力，避免處理器在超負荷情況下運轉，保證運行的安全性[4]。

3.5 電氣自動化技術應用于輸電系統中

輸電系統是電氣工程的大動脈，是電力到達千家萬戶最關鍵的一個環節。根據電網建設要求，電氣工程中采用電氣自動化技術，可以構建自動化輸電系統。在實際工作中，為了保證輸電系統的高效性、穩定性，需要對其所使用的技術進行嚴格的管理。當前，在自動化輸電系統中主要采用傳感技術、遙感技術、控制技術、監測技術等，對輸電系統的運行狀態進行監控與管理。在此過程中，電氣自動化技術能夠保證輸電工作的標準化與規范化，并通過對數據的分析來選擇最優的輸電流程，從而減少輸電過程中電能的浪費與損耗。運用電氣自動化技術，還可以對電力系統的功能進行完善與調整，從而保證在自動化輸電系統中能夠實現高效的控制與管理，提高系統的輸電效率。

3.6 風險預測

隨著工業自動化的不斷發展，企業正在不斷地以自動化生產線代替傳統的生產技術，將自動化技術應用于企業的生產中。電氣工程及其自動化控制系統能夠通過對企業的自動化生產設備的監控，并對運行數據進行監控和分析來提升企業的風險預測以及預警能力，保障企業的正常生產。在電氣工程的應用中，控制系統能夠通過對收集的數據進行分析和整理來發現潛在的生產風險，預判可能出現的安全問題，并且根據反饋到處理系統的數據來分析是否需要進行停產維修等，實現對企業生產線及其相關設備的24h監控以及不間斷的風險預測。除此之外，自動化控制系統所搭載的云存儲平臺也能夠儲存企業生產設備的運行數據，一旦發生數據泄露或數據丟失等情況，技術人員能夠及時調取相關數據，保障生產的正常運轉。

3.7 加強對智能化技術的聯系

智能化、自動化是工廠生產所追逐的最終目標，因此把智能化技術和電氣自動化控制技術融合在一起，就能夠很好的促進工廠的自動化生產。就現在而言，自動化控制系統已經在工廠得到了很廣泛的應用，基本上每個環節都有自動化控制系統進行監督和控制。但是對于智能化控制而言，還有很大的發展空間。對于大型工廠來說，整個生產過程是比較復雜的，所以想要更好的把控整個系統，只靠人力是達不到完美的，必須結合智能化技術。利用智能化技術，計算機能夠智能的分析各個設備的運行環境、運行情況，保證整體的電力設備能夠穩定運行，進而促進工廠的生產。并且，相關的工作人員能夠對計算機智能化收集的信息進行更深的分析，這樣就能夠很好地掌握整個生產流程的情況[5]。

4 電氣工程及其自動化控制系統的發展方向

在工業自動化生產的背景下，電氣工程及其自動化控制系統已經深入社會生產中，影響著社會公眾的日常生產生活。為了提升國家的工業化水平，使相關行業能夠實現快速發展，本文認為電氣工程及其自動化控制系統應當從以下幾個方面進行優化：首先，開發統一的網絡系統平臺。統一且具備開放性的系統平臺不僅能夠減少不同系統之間的數據傳輸的損耗，更能夠實現對企業整體生產的監控，實現對企業生產各個環節的實時監控，提高企業生產中機械設備的使用效率。其次，打造企業內部的網絡結構，便于企業內部的生產部門之間能夠實現資源互享，打造自動化的辦公系統。這樣能夠簡化企業的辦公流程以及生產流程，使企業實現高效生產。最后，電氣工程及其自動化控制系統應當注重標準化程序接口的設計，使企業生產線的各個生產設備都能夠接入自動控制系統之間，提升系統的整體運行效率。

5 結語

電氣自動化作為當代電氣領域生產必不可少的技術，其對工程質量、工程進度、健康預警的作用是先進且及時的。電氣自動化技術需要針對電氣工程的實際情況及需求，來匹配具體的應用方向與途徑，實現對電力系統的智能化監控與管理，以便進一步掌握系統運行狀況，提升系統的穩定性、可靠性和經濟性。同時，對于電氣自動化技術還需不斷地進行技術創新與研發，進一步優化自動化技術的應用成效，可通過技術創新使其更好地融合到電氣工程中，從而推動電氣工程建設的可持續發展。